Le cœur de la gestion thermique du drone: un guide détaillé de l'application de gel thermique et de la sélection des paramètres

Dans les systèmes précis et complexes de véhicules aériens sans pilote (Drones), une gestion thermique efficace est primordiale pour assurer un fonctionnement stable et une sécurité des vols. À mesure que les drones deviennent de plus en plus intégrés, les composants électroniques de leurs espaces compacts génèrent une chaleur significative pendant le fonctionnement. Si cette chaleurn'est pas dissipée efficacement et rapidement, elle menace directement les performances, la fiabilité du drone et même sa durée de vie. Parmi les différentes solutions de gestion thermique, le gel thermique, comme matériau d'interface thermique crucial (Tim), joue un rôle indispensable. C'est une pâte-comme ou gel-comme la substance, généralement fabriqué à partir d'un silicone ounon-base de silicone mélangée à des charges hautement thermiquement conductrices. Sa fonction centrale est de combler les espaces d'air microscopique entre la chaleur-Génération de composants (comme les chips) et structures de dissipation de chaleur (comme les dissipateurs de chaleur ou les boîtiers métalliques). Étant donné que l'air est un mauvais conducteur de chaleur, le remplissage de ces lacunes avec un gel thermique réduit considérablement la résistance thermique de contact, créant une voie efficace pour le transfert de chaleur et améliorant ainsi considérablement l'efficacité globale de la dissipation de la chaleur.

La demande de gel thermique dans les drones découle de leur environnement de fonctionnement unique et de leur structure interne. Haut-pouvoir-pièces électroniques de densité, comme la puce de contrôle principale (Processeur/Soc) Responsable du contrôle des vols et du traitement des données, les contrôleurs de vitesse électroniques (Escs) Gérer la vitesse du moteur, les circuits intégrés de la gestion de l'alimentation (PMICS) Manipulation de la conversion de tension et modules exécutant la transmission d'images et la communication sans fil (comme les émetteurs vidéo et les chipsets RF), sont toutes des sources de chaleur majeures. Si ces composants fonctionnent en continu à des températures élevées, il peutnon seulement conduire à la limitation du processeur, affectant la précision de contrôle du vol et la vitesse de traitement de l'image, mais également accélérer le vieillissement des composants, augmenter les risques de défaillance et potentiellement provoquer des arrêts du système en raison de la protection thermique. L'application du gel thermique vise précisément à relever ces défis, garantissant que la chaleur est rapidement menée loin de ces composants critiques.

Plus précisément, les sites d'application pour le gel thermique dans un drone sont répandus et critiques. Par exemple, à la surface du "cerveau" du drone—la puce de commande principale ou haut-processeur d'image de performance—Une couche de gel thermique est appliquée avant d'être étroitement accouplée avec un dissipateur thermique ou un moyen métallique-Cadre conçu pour la dissipation de la chaleur, en s'attaquant à la chaleur substantielle générée par des charges de calcul élevées. Pour les contrôleurs de vitesse électroniques (Escs), qui gèrent de gros courants et connaissent un chauffage important, en particulier leurs MOSFET de puissance, le gel thermique est égalementnécessaire pour transférer de la chaleur aux dissipateurs de chaleur attachés ou utiliser directement les bras ou la structure corporelle du drone pour le refroidissement. La chaleur générée lors de la conversion de puissance par les unités de gestion de l'alimentation et les modules de régulateur de tension doit également être canalisé via du gel thermique en chaleur-Dissippant les zones de cuivre sur le PCB ou les petits dissipateurs de chaleur. De plus, élevé-Modules de transmission d'image d'alimentation, en particulier les amplificateurs de puissance (Pas), capteurs d'image (CMOS/CCRC) et leurs unités de traitement en haut-terminer les drones de photographie aérienne pendant de longs enregistrements, et même élevé-Perles d'éclairage à luminosité (si équipé), comptez souvent sur du gel thermique pour un transfert de chaleur efficace vers les composants de dissipation de chaleur correspondants ou les pièces structurelles, assurant une transmission stable du signal et une qualité d'image.

La sélection du gel thermique droit pour les drones impose des exigences strictes sur ses paramètres de performance. Premièrement, Conductivité thermique est la métrique centrale mesurant sa capacité de transfert de chaleur. Pour les principales sources de chaleur comme les processeurs et-Power ESC, produits avec une conductivité thermique plus élevée, allant généralement de 3,0 W/m·K à 8,0 W/m·K ou même plus élevés, sont généralementnécessaires pour assurer une élimination rapide de la chaleur. Pour les composants avec une production de chaleur relativement inférieure, des produits de conductivité légèrement inférieurs peuvent être choisis pour équilibrer les coûts. Simultanément, excellent Isolation électrique est une condition préalable absolue; Le gel thermique doit empêcher les courts-circuits électriques entre les composants et les dissipateurs de chaleur,nécessitant une résistance diélectrique élevée et une résistivité de volume. Considérant que les drones peuvent fonctionner dans des environnements extrêmes, le Plage de température de fonctionnement du gel thermique doit être suffisamment large, capable de résister aux conditions externes du froid sévère à une chaleur intense, ainsi que les températures élevées des composants eux-mêmes,nécessitant généralement une stabilité dans une plage de gamme de -40°C à +150°C ou plus large. Long-Stabilité et fiabilité du terme sont également cruciaux, englobant les faibles saignements d'huile (Pour éviter la contamination), résistance au séchage ou à la fissuration (Pour maintenir les performances thermiques)et une bonne résistance aux vibrations (Pour résister aux vibrations pendant le vol de drones). De plus, un Viscosité Facilite la distribution automatisée ou l'application manuelle, et le gel devrait présenter une bonne thixotropie, lui permettant de couler facilement sous le cisaillement mais restez en place une fois appliquée.

Pour s'assurer que le gel thermique fonctionne de manière optimale, les méthodes d'application correctes sont tout aussi importantes. Avant l'application,nettoyage approfondi des surfaces de contact (surface des composants et surface du dissipateur de chaleur) est essentiel, enlevant toute la poussière, la graisse et les oxydes, ce qui altérait autrement gravement le transfert thermique. La quantité appliquéenécessite un contrôle précis, visant une couche mince et uniforme – suffisant pour combler complètement les écarts d'interface, tout en évitant une épaisseur excessive qui augmente la résistance thermique ou provoque un débordement et une contamination. L'application de la pression appropriée et uniforme pendant l'installation du dissipateur thermique aide le gel à propager et à déplacer les bulles d'air, ce qui réduit davantage la résistance thermique. Choisir le bon emballage (par exemple, seringues, cartouches) et méthode de distribution (manuel, automatisé) devrait correspondre aux besoins de production. Enfin, il est impératif de stocker correctement le gel thermique en fonction des recommandations du fabricant, en faisant attention à sa durée de conservation pour assurer l'intégrité des matériaux. Les tests de compatibilité avant l'application de masse sont également conselés pour confirmer qu'aucune réaction indésirablene se produise avec les matériaux en contact.

En résumé, le gel thermique, en tant qu'élément clé des systèmes de gestion thermique des drones, relève efficacement des défis de dissipation de chaleur des composants électroniques critiques en remplissant efficacement les lacunes d'interface. Il est largement utilisé dans les pièces de drones vitales comme le contrôleur principal, les ESC, l'alimentation électrique et les modules de transmission d'images, contribuant considérablement à la stabilité des performances du drone, à la fiabilité opérationnelle et à la sécurité des vols. Par conséquent, la sélection scientifique et l'application correcte-Le gel thermique de performance est une mesurenécessaire pour atteindre une gestion thermique efficace dans la conception et la fabrication de drones.